功能高分子材料Functional polymer Materials-绪论课件.ppt
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1、功能高分子材料Functional polymer Materials,主讲教师:,学时、学分:32学时,2学分考核方式:考查考核成绩:论文80%+平时成绩20%先修课程:有机化学、高分子化学、高分 子物理,课程要求 基本功能 制备路线 应用领域课程目的 开拓知识面 回顾有机化学、高分子化学、高分子物理的知 识,引导运用这些基础知识分析解决实际问题 引导运用功能高分子材料的知识开发新技术,第一章 绪 论,1953:施陶丁格(Hermann Staudinger)1963:齐格勒(Karl Ziegler)和纳塔(Giulio Natta)1974:弗洛里(Paul J.Flory)1984:R
2、.B.Merrifield1991:德让纳(Pierre-Gilles de Gennes)2000:黑格(Alan J.Hegger)、马克迪尔米德(Alan G.MacDiarmid)和白川英树(Hideki Shirakawa),高分子科学与诺贝尔奖,高分子科学Nobel奖获得者,突破有机化学的传统观念,首先提出了高分子的概念,以大量先驱性工作为高 分子化学奠基,开创了高分子 学科。,“for his discoveries in the field of macromolecular chemistry”,H.Staudinger(德)1953年化学奖(1881-1965),K.Zie
3、gler(德)、G.Natta(意)1963 化学奖1953年,Ziegler:Ziegler催化剂,低压聚乙烯合成方法;1954年,Natta:改进Ziegler催化剂,提出有规立构聚丙烯的概念。,Karl Ziegler,Giulio Natta,“for their discoveries in the field of the chemistry and technology of high polymers”,P.J.Flory(美)1974年化学奖,(1910-1985),利用等活性假设及直接的统计方法,他计算了高分子分子量分布,并利用动力学实验证实了等活性假设;引入链转移概念,将
4、聚合物统计理论用于非线性分子,产生了凝胶理论;Flory-Huggins格子理论;1948年作出了最重要的贡献,即提出“排除体积”理论和温度概念;著作“Principles of polymer chemistry”是高分子学科中的Bible。,Paul J.Flory,高分子科学的开拓者,“For his fundamental achievements,both theoretical and experimental,in the physical chemistry of the macromolecules”,R.B.Merrifield(美)1984年 化学奖,生物学家,1964年
5、成功将低交联度氯甲基化聚苯乙烯珠粒用于多肽和蛋白质的合成,在3-4周内完成了传统工艺需要1年完成的由100个氨基酸组成的多肽合成,并创立了一种崭新的“多肽固相合成法”。在肽合成的技术方面取得了突破性进展。,对液晶和高分子物质有序现象提出了标度理论从临界现象认识分子,在物理-化学之间架设了桥梁提出“软物质”概念,“for discovering that methods developed for studying order phenomena in simple systems can be generalized to more complex forms of matter,in par
6、ticular to liquid crystals and polymers”,De Gennes,De Gennes(法)1991年 物理奖,导电高分子研究,聚乙炔掺杂后,电导率提高了1000万倍(接近铝、铜)提出孤子概念,Alan J.Heeger,Alan G.MacDiarmid,Hideki Shirakawa,Heeger、MacDiarmid(美)、白川英树(日)2000 化学奖,白川英树(Shirakawa)从事聚乙炔聚合机理研究 韩国研修生出现幸运的失误,使白川得到银色聚乙炔膜。偶然的机遇,麦克迪尔米德(MacDiarmid)首先注意到白川的聚乙炔膜。三人在美国合作研究。黑
7、格(Heeger)为了说明聚乙炔的导电性,提出孤子的概念,才有了薄膜显示材料的诞生。,功能高分子已经成为高分子学科最有活力和最具发展前景的领域,功能高分子材料,信息,生命,能源,环境,化学,物理,材料,医学,综合性交叉性的新领域,电致发光显示器,高分子分离膜淡化海水,高吸水性树脂,光导电材料作为激光打印机的光敏感层,我们身边的功能高分子材料,可生物降解餐盒,人造关节,Kevlar纤维防切割手套,主要内容,概念及研究内容 分类 功能与结构的关系(#*)制备方法(#*),1.1 概念及研究内容,1.基本概念 功能高分子与高性能高分子性能:材料对外部作用的抵抗特性。对外力的抵抗 对热的抵抗 对光、电
8、、化学药品的抵抗,强度、模量,耐热性,耐光性、绝缘性、防腐蚀性,功能:指从外部向材料输入信号时,材料内部发生质和量的变化而产生输出的特性。,压电性、药物缓释性,光的输入,输出电性能,光电功能,多种介质作用,选择地分离某些介质,选择分离性,功能高分子是指当有外部刺激时,能通过化学或物理的方法做出反应的高分子材料。高性能高分子则是对外力有特别强的抵抗能力的高分子材料。,功能高分子可定义为:对物质、能量和信息具有传递、转换和储存功能的特殊高分子材料。,一次功能,材料起传递作用,声学功能:吸音,隔音热学功能:隔热,传热,吸热电磁学功能:导电,磁性光学功能:透光,遮光,反射和折射、聚光、分光化学功能:催
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